Question

【題目】利用圖7－9－11裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．

圖7－9－11
（1）除打點(diǎn)計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、交流電源、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有________．（選填器材前的字母）
A.大小合適的鐵質(zhì)重錘
B.體積較大的木質(zhì)重錘
C.刻度尺
D.游標(biāo)卡尺
E.秒表
（2）圖7－9－12是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶．在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C ， 測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC.
重錘質(zhì)量用m表示，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g ， 打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的周期為T.從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過程中，重錘重力勢能的減少量|ΔEp|＝ ， 動能的增加量ΔEk＝ ．

圖7－9－12
（3）在實(shí)驗(yàn)過程中，下列實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理正確的是________．
A.釋放重錘前，使紙帶保持豎直
B.做實(shí)驗(yàn)時，先接通打點(diǎn)計時器的電源，再釋放重錘
C.為測量打點(diǎn)計時器打下某點(diǎn)時重錘的速度v ， 可測量該點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h ， 再根據(jù)公式v＝計算，其中g應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>
D.用刻度尺測量某點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h ， 利用公式mgh計算重力勢能的減少量，其中g應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>
（4）某同學(xué)在紙帶上選取計數(shù)點(diǎn)后，測量它們到起始點(diǎn)O的距離h ， 并計算出打相應(yīng)計數(shù)點(diǎn)時重錘的速度v ， 通過描繪 －h(huán)圖象去研究機(jī)械能是否守恒．若實(shí)驗(yàn)中重錘所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，從理論上分析，合理的 －h(huán)圖象是圖7－9－13中的 ．

圖7－9－13

Answer 1

【答案】
（1）A,C
（2）mghB；?
（3）A,B,D
（4）A
【解析】①驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)，需要盡量減小阻力，以使得減少的重力勢能接近增加的動能，所以選擇鐵質(zhì)重錘而不是木質(zhì)，這樣可以盡量減少阻力影響，即選項(xiàng)A對B錯；在計算速度時需要刻度尺測量點(diǎn)跡之間的距離以及下落的高度，所以選項(xiàng)C是必須的；而秒表不需要，只要查相鄰點(diǎn)的間隔即可得時間間隔，因?yàn)榇螯c(diǎn)計時器每隔0.02秒打一個點(diǎn)，所以E錯誤；有刻度尺測量點(diǎn)間距，而不需要游標(biāo)卡尺，選項(xiàng)D錯．②O點(diǎn)到B點(diǎn)下落的高度為hB ， 所以減少的重力勢能為mghB，增加的動能要計算B點(diǎn)的瞬時速度，B為AC的中間時刻即等于AC的平均速度，所以vB＝ ， 增加的動能ΔEk＝＝.③為保證只有重力做功，釋放前紙帶豎直可減少紙帶與打點(diǎn)計時器限位孔之間的摩擦，選項(xiàng)A對；實(shí)驗(yàn)過程先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，選項(xiàng)B對；速度的計算必須從紙帶數(shù)據(jù)來求，而不能根據(jù)自由落體運(yùn)動求速度，如果按照自由落體運(yùn)動的速度來求解則減少的重力勢能一定等于增加的動能，驗(yàn)證就沒有意義了，選項(xiàng)C錯；計算減少的重力勢能mgh一定要按照當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度來計算，選項(xiàng)D對．④若有恒定的阻力存在，則根據(jù)動能定理可得（mg－f）h＝mv2 ， 即＝2，所以圖象斜率為定值，而且過原點(diǎn)，對照選項(xiàng)A對．
【考點(diǎn)精析】利用機(jī)械能守恒及其條件對題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知在只有重力（和彈簧彈力）做功的情形下，物體動能和重力勢能（及彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變．